Đồ án Thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở máy chuẩn 6p82

Đồ án tốt nghiệp Đề Tài: Thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở máy chuẩn 6p82 LỜI NÓI ĐẦU Máy cắt kim loại chiếm một vị trí rất đặc biệt trong ngành chế tạo máy để sản xuất ra các chi tiết của các máy khác, nghĩa là chế tạo ra các tư liệu sản xuất (chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hoá và tự dộng hoá nền kinh tế quốc dân). Hiện nay ở nước ta đang tiến hành công cuộc công nghiệp hoá. Vì vậy việc cơ khí hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất là nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện nay và sau này, nhằm tăng năng suất lao động và phát triển nhanh nền kinh tế quốc dân, trong đó công nghiệp chế tạo máy đóng vai trò then chốt. Điều kiện quan trọng để tăng năng suất lao động là tiến bộ kỹ thuật. Chính vì vậy, yêu cầu phải thiết kế chế tạo ra các máy cắt kim loại vạn năng, chyên dùng tự trang tự chế có năng suất cao, bảo đảm độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy. Nguyên lý làm việc của máy hiện đại. Kết cấu máy đơn giản tới mức có thể, có tính kinh tế cao và phù hợp với điều kiện chế tạo, sử dụng của từng cơ sở sản suất. Để thiết kế ra một máy công cụ, trước hết phải xác định được tính năng kỹ thuật hợp lý của máy phù hợp với yêu cầu sản xuất. Từ đó phải so sánh các phương án để tổng hợp thành máy và thiết kế ra sơ đồ động toàn máy, xác định các loại lực tác dụng lên máy trong những điều kiện làm việc khác nhau để tính toán sức bền chi tiết máy, chọn giải pháp kết cấu cho từng chi tiết, bộ phận máy và hoàn chỉnh một quá trình thiết kế qua các bản vẽ để đưa vào chế tạo. Trong các máy cắt kim loại thì các máy vạn năng chiếm một vị trí quan trọng vì nó có khả năng công nghệ rộng rãi, có thể gia công được các loại chi tiết với các kích thước khác nhau. Trong sơ đồ máy phay ngang vạn năng là một trong các loại máy được dùng rất phổ biến. Khi sử dụng máy này không những gia công được các mặt phẳng, mặt tròn xoay, mặt định hình mà khi sử dụng đầu phân độ có thể gia công được các bánh răng nghiêng, răng Với đề tài được giao là thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở máy chuẩn 6p82, qua 14 tuần làm việc khẩn trương với sự tận tình giúp đỡ của các thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong bộ môn cùng với sự giúp đỡ của bạn bè và sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp được giao. Do khả năng hạn chế của bản thân nên trong quá trình tính toán thiết kế, em không tránh khỏi được các sai sót. Vì vậy em rất mong được các thầy cô và các bạn đồng nghiệp chỉ dẫn, góp ý và bổ xung để bản đồ án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện Nguyễn văn vi Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ PHẦN I Tổng quan về thiết kế máy công cụ I-công dụng và phạm vi sử dụng Cho đến thế kỷ XVIII người ta mấy có hiểu biết chính xác về sự phát triển của ngành chế tạo.để xây dựng cơ sở khoa học và thực nghiêm cho ngành chế tạo may công cụ và dụng cụ công nghiệp sau đó đã xam nhập vào nước tạn.Nó đã có đóng góp đáng kể cho nhành công nghiệp nặng và một số ngành công nghiệp khác. Máy phay ngang vạn năng là một trong số máy công cụ có tính vạn năng cao.Được sử dụng rông rãI trong các nhà máy cơ khí để chế tạo cá dụng cụ, thiết bị công nghiệp,khuân dập và nhiều sản phẩm khác nữa. -Trục chính nằm ngang là trục mang dao chuyển động chính. -Bàn máy mang phôI có ba chuyển động thẳng góc nhau. +Chuyển động chạy dao dọc:sang phảI,sang trái +Chuyển động chạy dao đứng: lên,xuống +Chuyển động chạy dao ngang:ra,vào Ngoài ra bàn máy còn có thể quay quanh trục thẳng đứng để phay bánh răng nghêng và các rãnh xoán. Đặc biệt máy phay còn có thể gia công được các mặt phưc tạp,mặt phẳng định hình,gia công rãnh lỗ ren ngoài,bánh răng. nếu có đồ gá thích hợp có thể tiện trong các chi tiết có độ chính xác cao. Những máy vạn năng thông thường gồm các máy sau:6p80,6p81,6p82,6p83, 6m83... Máy phay so với máy bào máy xọc thì có nhiều ưu điểm hơn cho năng suất cao,giá thành hạ vừa nâng cao khả năng công nghệ và chất lượng sản phảm. II-Trình độ phát triển của máy Trong tương lai cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật.các ngành điện,điện tử ,tin học...sự bùng nổ thông tin khiến cho máy công nghệ cao trở thành cuộc cách mạng thời đại điều khiển theo chương trìnhtay máy,người máy.với sự công nghệ thiêt kế tự động ch o sự hỗi chọ của máy tính điều khiển theo chương trình số... III-Tổng quan về thiêt kế máy công cụ và các công cụ thiết kế hiện đại 1-phân tích yêu cầu thiết kế Yêu cầu thiết kế bao gồm hai nội dung -Nội dung 1:giới thiệu về máy mà mình thiết kế trong đó phả nêu ra công nghệ gia công,ứng dụng , phạm vi sử dụng ,tính năng kỹ thuật, trình độ phát triển của máy. -Nội dung 2:tổng quan về các bước thiết kế máy phảI phân tích được yêu cầu kỹ thuật mà đề bài ra.hình thành được sơ bộ nội dung càn thiết kế. 2-Tổng hợp thiết kế +thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy Trên máy của chúng ta có thể gia công được như thế nào phân tích và điều chỉnh động học máy.bươc này ta phảI phân tích công nghệ gia công trên máy bằng các sơ đồ gia công.phân tích sơ đồ gia công theo hai hướng: -Gá đặt và chuyển động.trong đó có chuyển động cắt gọt tạo hình,phân độ,chuyển động phụ.Trong chuyển động cắt gọt có chuyển động chính và chuyển động chạy dao.Trong chuyển động tạo hình có chuyển động tạo đường sinh và chuyển động tạo đường chuẩn. -Phân tích các liên kết động học để hình thành ra xích động học ghép các xính dẫn đến hình thành các nhóm động học,hình thành sơ đồ kết cấu. +đặc tính công nghệ. Phân tích nguyên công vạt liệu dao,chi tiết đạt độ chính xác gia công,đọ bóng, năng suất cao bao nhiêu.đây là một trong nhưng đặ tính quan trọng của máy vì máy thiết kế ra phảI có tính công nghệ cao. +đặc tính kichs thước Từ đề bài ta xác định được kích thước cơ bản của máy +đặc tính động học Phan tích động học máy và phân tích truyền dẫn chính và truyền dẫn chạy dao. Trong truyền đãn chính ta tính toán để tìm ra tốc độ cắt công bội ử, số cấp tốc độ trong truyền đãn chạy dao.xác định lượng chạy dao phút,lượng chạy dao dọc Sd lượng chạy dao ngang Sng lượng chạy dao đứng Sđ +đặc tính động lực học:tính toán chế đọ cắt,công suất động cơ,công suất căt. +thiết kế động học máy. Trong phần này ta tính toán hộp tốc độ hộp chạy dao.đây là phần quan trọng nhất của các bươc thiết kế may.trong phần này ta phảI phan tích để chon ra kiểu truyền dẫn, bố trí cơ cấu truyền dẫn,bố trí kích thước hộp,lụă chọn bộ truyền cuói cùng,chọn phương án cấu trúc truyền dẫn Ta phân tích để chọn phương án cấu trúc hợp lý và tối ưu nhất sau dó vẽ lưới cấu trúc và đồ thị vòng quay phân tích để xác định các tỉ số truyền sau đó xác định số răng của các bộ truyền +thiết kế động lực học máy . để xác định được chế độ làm việc của máy thiết kế động lực học của máy là tính ra các chế độ cắt gọt,chế độ bôI trơn làm nguội +tính toán và thiết kế để gia công được các chi tiết,lượng tính toán thiết kế các cơ cấu điêu khiển hộp tốc độ hộp chạy dao,tính toán để bảo vệ độ cứng vững cho trục,tính toán để chọn ổ lăn tính toán để tối ưu hoá kết cấu máy +thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội để giảm tổn thất năng lượng,giảm ma sát,giảm nhiệt,giảm mài mòn để tăng độ bền của chi tiết máy. PHẦN II THIẾT KẾ CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY I-Tạo hình bề mặt phay: Bề mặt hình học của chi tiết gia công rất đa dạng nhưng nó được hình thành từ những bề mặt cơ bản khác nhau, có giao tuyến với nhau.các bề cơ bản bao gồm: các mặt tròn xoay: mặt trụ, mặt côn, các mặt định hình tròn xoay khác. các mặt phẳng : các mặt kẻ : cam đĩa, mặt răng của bánh răng trụ. Mặt xoắn vít: mắt ren, mặt răng nghiêng. Mặt không gian phức tạp : các mặt khuôn dập . Để tạo ra các bề mặt đó người ta coi như quỹ tích các đường sinh chuyển động tựa trên các đường khác mà nó được gọi là đường chuẩn . có thể chia ra 3 nhóm theo tính chất biến đổi hay cố định của đường sinh là : + bề mặt có một đường sinh là cố định . + bề mặt có hai đường sinh là cố định . + bề mặt có hai đường sinh thay đổi . Để tạo được các bề mặt trên ta có nhiều cách tạo hình : Đối với các bề mặtcó đường sinh là các đường parabol, hypebol, đường xoắn ốc, thì trên máy phảI có chuyển động quay tròn đều, thẳng đều và không đều. Các bề mặt này khó thực hiện trên máy phay. Như vậy muốn tạo hình bề mặt ta phảI tạo ra các chuyển động cơ bản và phối hợp các chuyển động đó để tạo ra đường sinh và đường chuẩn. Ta có phương pháp tạo hình sau : a-Phương pháp chép hình . trong phương pháp nàyđường sinh công nghệ được tạo thành bằng cách chép nguyên hình lưỡi cắt thưc của dao, quá trình cắt được xảy ra trên toàn bộ đường sinh. Vì vậy lực cắt lớn chỉ áp dụng khi gia công các chi tiết có đường sinh ngắn phương pháp này có cấu tạo đơn giản , song chế tạo dụng cắt lại phức tạp, do vậy chỉ thích hợp cho dạng sản xuất loạt lớn , hàng khối. b- phương pháp quỹ tích. ở phương pháp này đường sinh công nghệ được tạo thành là quỹ tích chuyển động của điểm trên đầu dao, lưỡi cắt thực có hình dáng độc lập với hình dáng đường sinh công nghệ. Vì vậy chế tạo đơn giản nhưng máy có nhiều cơ Cấu phức tạp. phương pháp này khi gia mặt phẳng sử dụng dao phay mặt đầu là loạI dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt đạt năng xuất cao, thực hiện hai chuyển động đơn giản thuận tiện. c- phương pháp tiếp xúc. Trong phương pháp nay đường sinh công nghệ 1 được tạo thành là đường tiếp tuyến vơis các vòng tròn phụ 2 được tạo ra do các điểm nằm trên lưỡi cắt chuyển động ( chuyển động quay tròn của dao ). Còn đường chuẩn là chuuyển động tịnh tiến của phôi (+, .) 2- phân tích sơ đồ gia công . a-sơ đồ gia công mặt phảng ở đây đưòng sinh công nghệ (1) đuợc tạo thành là quỹ tích chuyển động của mũi dao (2).mũi dao (2) có hình dạng độc lập với dạng đường sinh công nghệ -phương pháp này việc chế tạo dao đơn giản -Để gia công mặt phẳng bằng dao phay phặt đầu quá trình thực hiện. quỹ đạo của dao trượt trên phương tịnh tiến của phôI hay chi tiết gia công.chuyển đông quay của dao là chuyển động tạo đường sinh.chuyển động tịnh tiến của phôi là chuyển động tạo đường chuẩn. Nhận xét:phương pháp này dễ gia công mặt phẳng bằng dao phay mặyt đầu,năng suất cao b- sơ đồ phay rãnh. Phương pháp này có lực cắt lớn,lưỡi cắt hạn chế,tuy vậy phương pháp này cho năng suất cao,các chuyển động đơn giản c-phương pháp tiếp xúc(phay mặt phẳng bằng dao phay trụ răng nghiêng) -đây là phương pháp gia công đặc trưng của máy phay ngang phương pháp này cho phép gia công với năng suất cao -kết cấu máy đơn giản 3- Các chuyển động cần thiết Để thực hiện quá trình tạo hình trên máy vạn năng nằm ngang, máy cần các chuyển động sau . a- chuyển động chính : là chuyển động quay của trục chính mang dao, đây là chuyển cắt chính. Trục nhận chuyển động từ động cơ chính thông qua hộp tốc độ lầm dao quay tròn đều chuyển động naỳ rễ tạo ra đường sinh của bề mặt ra công . b- chuyển động chạy dao : đây là chuyển động tạo lên đường chuẩn trên bề mặt gia công nó là chuyển động cơ bản nhằm duy trì quá trình cắt gọt. Bao gồm 3 chuyển động : tịnh tiến: Sd , Sđ, Sn, các chuyển động này thực hiện được nhờ động cơ của hộp chạy dao, thông qua hộp chạy dao đến các vít me dọc, đứng, ngang. c- chuyển động chạy dao nhanh: Để giảm bớt thời gian phụ, nhằm tăng năng xuất của máy. người ta bố trí xích chạy dao nhanh đi từ động cơ, đế các trục vít me chạy dao không qua các khâu điều chỉnh ở hộp chạy dao. d- Các chuyển động phụ khác. là các chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn mà không tham gia cắt gọt. Các chuyển động này cần thiết khi kết thúc 1 lượt gia công, để chuyển sang lần gia công tiếp theo như chuyển động phân độ,chuyển động định vị... 4 -các nhóm động học,phương pháp nối động giữa các nhóm a-nhóm động học:thực chất là mối quan hệ động học của cá bộ phận chuyển động là khâu chấp hành để thực hiện mộJt chưc năng nào đó -nhóm động học đơn giản:chỉ có một thành phần chuyển động chấp hành -nhóm động học phức tạp:nhóm có từ 2 chuyển động chấp hành trở lên b-phương pháp nối động giữa các nhóm +phương pháp nối song song -để nối song song giữa các nhóm động học có khâu chấp hành chung thì phảI có cơ cấu cộng chuyển động lên khâu chấp hành chung. -phương pháp nối song song thường được dùng để nối các nhóm động học tạo hình với nhau như phay lăn răng để gia công bánh răng nghiêng... -phương pháp nối song song có thể sử dụng các động cơ khác nhau cho các nhóm động học để nhận được lượng chạy dao phút +phương pháp nối nối tiếp -Phương pháp nối nối tiếp thường được ding để nối các nhóm có khâu chấp hành chung mà các thành phần chuyển động ở trên đó được thực hiện tuần tự theo chu kỳ -để nối nối tiếp giữa các khâu chấp hành chung phảI ding cơ cấu đảo chiều và cơ cấu đóng mở chuyển động theo số vòng quay (cả hai cơ cấu này phảI được điều khiển thống nhất) +phương pháp nối hỗn họp -phương pháp này thường được áp dụng cho các máy gia công theo chu kỳ chó các thành phần chuyển động trên khâu chấp hành chung,vừa tồn tại nối tiếp vừa tồn tại song song về măt thời gian.dấu hiệu của phương pháp nối hỗn hợp là sử dụng cơ cấu đảo chiều theo chu ky chinh xác II-thiết kế cấu trúc động học máy. Trên máy phay chuyển động cắt chính của dao và chuyển động tịnh tiến của bàn máy hoàn toàn tộc lập nhau. Đó là nguyên nhân ta có thể thiết kế hộp tốc độ và hộp chạy dao riêng biệt, hơn nữa với máy phay vặn năng thì chất lượng bề mặt gia công là một tiêu chuẩn quan trọng nhất. Từ chuyển động đã phân tích ở trên và việc phân chuyển động chính và chuyển động chạy dao độc lập nhau như đẫ chình bầy ở trên thì cấu trúc động học của máy gồm hai bộ phận riêng biệt là hộp tốc độ và hộp chạy dao hai bộ phận này có hai khâu chấp hành riêng là: +- chuyển động quay của dao +- chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang phôi 1-xích tốc độ . Nối từ động cơ tới trục chíng mang dao Đc1- 1 – 2- i x1-3- 4- trục chính quay. Ta có: n đ1. i12. i v1.i34 =n dao(v/f). : Ntc (v/f) ix = Nđc (v/f) . icđ 2-xích chạy dao. Để thực hiện quá trình tạo hình bề mặt thì phối hợp với chuyển động tạo đường sinh của trục chính mang dao. Bàn máy phải thực hiện quá trình chuyển động tạo đường chuẩn Sd,Sn,Sđ đó là các chuuyển động tịnh tiến.các chuyển động đó được truyền từ động cơ chạy dao đến các trục vít me chạy dao, đường truyền này được thực hiện như sau: với chuyển động chạy dao dọc Đc2- i 5-6 -i s- i 7-8 - i 10 - k vmd . t vmd =Sn (mm/p) -chuển động chạy dao ngang i đc2- i 5-6- i s -i 7-8 - i 8-11. k vmg . t vmg = S ng (mm/p) -chuyển động chạy dao đứng i đc2- i 5-6- i s -i 7-8 - i 8-9. k vmg . t vmg = S d (mm/p) k số đầu mối vít me t bước của vít me 3-xích chạy dao nhanh. Từ động cơ chạy dao không qua i s mà qua cặp bánh răng đơn đến các trục Vít dọc, ngang, đứng. Nđ2. i57 . i78 đến các vít me. 4-sơ đồ cấu trúc động học toàn máy. 5- Bố trí khâu điều chỉ